Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2911
Main Title: Framework for Building Situation-Aware Ubiquitous Services in Smart Home Environments
Translated Title: Ein Framework zur Erstellung situationsabhängiger, allgegenwärtiger Dienste für Smart Home Umgebungen
Author(s): Rieger, Andreas
Advisor(s): Albayrak, Sahin
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät IV - Elektrotechnik und Informatik
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Die zunehmende Verbreitung des Computers in verschiedenen Lebensbereichen erlaubt neue Möglichkeiten der Nutzung, bringt aber auch Herausforderungen für Wissenschaftler in verschiedenen Fachrichtungen der Informatik. Mit Hilfe vernetzter Geräte können intelligente Umgebungen geschaffen werden, die die Benutzer in auf unterschiedliche Weise unterstützen. Die voranschreitende Miniaturisierung von Sensoren und Aktoren, die in Geräte des täglichen Lebens integriert werden, ermöglichen einen allmählichen Paradigmenwechsel in Richtung des “Ubiquitous Computing”. Insbesondere unsere eigene Wohnumgebung gerät dabei immer mehr in den Fokus. Wohnungen und ganze Häuser werden zu so genannten Smart Homes. Ziel dieser Smart Homes ist die Unterstützung der Bewohner hin zu mehr Komfort, Sicherheit und Energieeffizienz. Vielfältige Technologien unterstützen diesen Ansatz, jedoch fehlt es bisher an einem einheitlichen Framework, welches die sich dadurch ergebenden Herausforderungen adressiert. Die Integration verschiedenster Geräte, die unterschiedliche Kommunikationsmedien und Protokolle verwenden, die Erfassung von Informationen aus der Umgebung und deren aufbereitete Bereitstellung, sowie die Generierung von intuitiv bedienbaren Diensten sind dabei die wesentlichen Herausforderungen. Diese Dissertation befasst sich mit der Erforschung, Entwicklung und Evaluierung von kontextsensitiven, allgegenwärtigen Diensten für Smart Homes. Dazu wurde eine eingehende Analyse des Marktes, der Technologien und der Anwendungsgebiete für allgegenwärtige Dienste für Smart Homes vorgenommen. Darauf basierend wurden drei Hauptkomponenten identifiziert, deren Bereitstellung die Umsetzung von solchen Diensten unterstützt. Diese Komponenten verringern die sich ergebene Komplexität für Softwareentwickler und ermöglichen eine Fokussierung auf servicespezifische Aspekte. Die “Device Management”-Komponente stellt dabei ein transparentes, funktionales Modell der darunterliegenden Geräte einer Smart Home Umgebung dar. Sie integriert verschiedene Technologien und Protokolle und stellt diese über eine Abstraktionsschicht den darüber liegenden Diensten zur Verfügung. Ein Kontext- und Situationsmodell stellt Umgebungsinformationen in einer standardisierten Form dar. Die Einführung des Situationsmodells, welches analog zum menschlichen Prozess der Erkennung und Bewertung von Situationen umgesetzt wurde, stellt den Diensten aufbereitete Situationsinformationen zur Verfügung, die für Adaption von Diensten und Benutzerschnittstellen verwendet werden können. Die dritte Komponente stellt ein Framework zur Bereitstellung von intuitiven, multimodalen Benutzerschnittstellen für Smart Homes dar. Basierend auf einer abstrakten, modellbasierten Beschreibung der Benutzerschnittstellen werden diese an die Situation des Benutzer und der aktuellen Umgebung angepasst und ausgeliefert. Die Implementierung wurde u.a. im Rahmen des Service Centric Home Projektes durchgeführt und in eine Smart Home Testbed integriert. Verschiedene Dienste aus dem Bereich Smart Home wurden implementiert und in das Testbed integriert. Dabei konnten die Dienste und deren Entwicklung von den verschiedenen Komponenten der Architektur profitieren.
The increasing spread of computing technology in different areas of life brings with it new possibilities but also challenges for scientists in various disciplines of computer science. With the help of connected devices we can create smart environments that assist the user in many ways. The miniaturization of sensors and actuators that are integrated into everyday devices enable a gradual paradigm shift in the direction of "ubiquitous computing". In particular, our own living environment increasingly becomes the focus of our attention. Flats and houses become so-called smart homes. The goal of these smart homes is support the inhabitants to more comfort, safety and energy efficiency. Multiple technologies support this approach; however, there is a lack of a unified framework that addresses the challenges. The key challenges are the integration of different devices using different communication technologies and protocols, the acquisition of information from the environment and their aggregated provisioning, and the generation of intuitively usable service. This dissertation is concerned with research, development and evaluation of situation-aware ubiquitous services for smart homes. We have performed an in-depth analysis of the market, the technologies and application areas for ubiquitous services for smart homes. Based on this analysis we have identified three main components for the implementation of smart homes, supporting the implementation of ubiquitous services. These components reduce the resulting complexity for software developers and focus attention on service-specific aspects. The device management component thereby offers a transparent, functional model of the underlying devices in a smart home environment. It integrates various technologies and protocols and provides an abstraction layer for the available services. A context-and situation model provides information about the environment in a standardized form. The introduction of a situation model, which was developed analogously to the human process of detection and assessment of situations, provides processed situation information for services, which can be used for adaptation of services and user interfaces. The third component provides a framework for the provision of intuitive, multimodal user interfaces for smart homes. Based on an abstract, model-based description, user interfaces are adapted to the situation of the user and the current environment and delivered. The implementation was done inter alia on the Service Centric Home project and integrated into a smart home testbed. Several smart home applications have been implemented and integrated into the testbed. This way, the services and their development could benefit from the various components of the architecture.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-31833
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/3208
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2911
Exam Date: 31-May-2011
Issue Date: 28-Jul-2011
Date Available: 28-Jul-2011
DDC Class: 004 Datenverarbeitung; Informatik
Subject(s): Gebäudeleittechnik
Vernetzung
Verteilte künstliche Intelligenz
Distributed artifical intelligence
Home automation
Networking
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Institut für Wirtschaftsinformatik und Quantitative Methoden » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Dokument_36.pdf6.36 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.